Multicriteria methodology for assessing the sustainability of last-mile electrification programs

Abstract

(English) The sustainability-driven global energy transition requires ensuring universal access to electricity, particularly in last-mile rural areas. Renewable-based energy access programs are pivotal for fostering development, empowerment, and climate resilience in these regions. However, comprehensive assessments of past efforts are crucial to avoid repeating mistakes and ensure operational success of these initiatives. Likewise, it is particularly important to consider the durability and impact of the implemented solutions in terms of development and gender equality. This PhD thesis aims to address these gaps by developing multi-criteria procedures for a holistic sustainability assessment of last-mile electrification initiatives in emerging economies, while also extracting lessons from real-world case studies. The research first analyses the local energy transition for two historically marginalized populations: indigenous and traditional communities. It also assesses large-scale electrification programs in Brazil and Venezuela, and subsequently evaluates the operation and region-wide impacts in three Brazilian states. Additionally, a framework using gender data and sex-disaggregated data is proposed to ensure gender-responsive electrification initiatives, with case studies from three Brazilian municipalities. These phases underscore the importance of tailored multicriteria decision-making analysis frameworks that consider local contexts, stakeholder preferences, and inclusive perspectives. Assessment of last-mile electrification outcomes reveals the transformative potential of renewable energy solutions, emphasizing the need for systemic and integrated approaches and multi-stakeholder collaboration to achieve Sustainable Development Goals. This analysis serves as a guide for last-mile electrification promoters to synergistically address sustainable design, operational durability and long-term local development that leaves no one behind.

(Català) La transició energètica global, impulsada per la sostenibilitat, requereix garantir l’accés universal a l'electricitat, especialment en les zones rurals de l'última milla. Els programes d'accés a energia renovable són fonamentals per al desenvolupament, l'apoderament i la resiliència climàtica en aquestes regions. En aquest context, és imprescindible realitzar avaluacions exhaustives de les estratègies d’electrificació considerades fins ara per evitar errors i assegurar l’èxit operatiu d’aquestes iniciatives. Així mateix, és especialment important considerar la durabilitat i l’impacte de les solucions implementades en termes de desenvolupament i d’igualtat de gènere. Aquesta tesi doctoral té com a objectiu abordar aquestes llacunes, desenvolupant procediments multicriteri per a una avaluació holística de la sostenibilitat de les iniciatives d'electrificació de l'última milla en economies emergents, extraient les lliçons apreses de casos d'estudis reals. La investigació analitza primer la transició energètica local en dues poblacions històricament marginades: les comunitats indígenes i tradicionals. Després, avalua dos programes d'electrificació a gran escala al Brasil i Veneçuela, i, posteriorment, analitza l’operació i els impactes regionals en tres estats brasilers. A més, es proposa un marc d'anàlisi utilitzant dades de gènere i dades desagregades per sexe per assegurar iniciatives d'electrificació amb perspectiva de gènere, i s’aplica a tres municipis brasilers. Aquestes fases destaquen la importància de procediments d’anàlisis de presa de decisió multicriteri que integrin els contextos locals, les preferències de les parts implicades i enfocaments inclusius. L'avaluació dels resultats de l'electrificació de l'última milla revela el potencial transformador de les solucions d'energia renovable, destacant la necessitat de plantejaments sistèmics i integrats i de la col·laboració multisectorial per assolir els Objectius de Desenvolupament Sostenible. Aquesta anàlisi serveix com a guia per a aquells i aquelles que promouen l'electrificació de l'última milla, abordant sinergies en disseny sostenible, durabilitat operativa i un desenvolupament local a llarg termini que no deixi ningú enrere.

(Español) La transición energética global, impulsada por la sostenibilidad, requiere garantizar el acceso universal a la electricidad, especialmente en las áreas rurales de la última milla. Los programas de acceso a energía renovable son fundamentales para el desarrollo, el empoderamiento y la resiliencia climática en estas regiones. Es imprescindible realizar evaluaciones exhaustivas de las estrategias de electrificación consideradas hasta ahora para evitar errores y asegurar el éxito operativo de estas iniciativas. De igual forma, es especialmente importante considerar la durabilidad y el impacto de las soluciones implementadas en términos de desarrollo e igualdad de género. Esta tesis doctoral tiene como objetivo abordar estas brechas, desarrollando procedimientos multicriterio para una evaluación holística de la sostenibilidad de las iniciativas de electrificación de última milla en economías emergentes, extrayendo las lecciones aprendidas de estudios de casos reales. La investigación analiza primero la transición energética local en dos poblaciones históricamente marginadas: las comunidades indígenas y tradicionales. Después, evalúa dos programas de electrificación a gran escala en Brasil y Venezuela, y, posteriormente, analiza la operación y los impactos regionales en tres estados brasileños. Además, se propone un marco de análisis utilizando datos de género y datos desagregados por sexo para asegurar iniciativas de electrificación con perspectiva de género, y se aplica a tres municipios brasileños. Estas fases destacan la importancia de procedimientos de análisis de toma de decisiones multicriterio, que integren los contextos locales, las preferencias de las partes implicadas y enfoques inclusivos. La evaluación de los resultados de la electrificación de última milla revela el potencial transformador de las soluciones de energía renovable, resaltando la necesidad de planteamientos sistémicos e integrados y colaboración multisectorial para alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible. Este análisis sirve como guía para quienes promuevan la electrificación de la última milla, abordando sinergias en diseño sostenible, durabilidad operativa y un desarrollo local a largo plazo que no deje a nadie atrás.